JP2022021826A - Distance measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、測距装置に関する。 The present disclosure relates to a distance measuring device.
レーザ光の反射光に基づいて物体との距離を測定するライダ装置が知られている。ライダ装置は、偏向部材を回転又は揺動させることにより、照射するレーザ光の照射方位を変化させて所定の測距領域内でレーザ光を走査し、照射方位と同一の方位から受光される反射光に基づいて照射方位に存在する物体との距離を測定する、測距処理を実行する。 A rider device that measures a distance to an object based on the reflected light of a laser beam is known. The rider device changes the irradiation direction of the laser light to be irradiated by rotating or swinging the deflection member, scans the laser light within a predetermined ranging region, and reflects light received from the same direction as the irradiation direction. Performs distance measurement processing that measures the distance to an object existing in the irradiation direction based on light.
特許文献1には、車両にライダ装置を搭載し、車両の周辺に存在する物体までの距離を測定する技術が記載されている。
測距処理を実行する測距部を、測距領域の一部が互いに重複するように複数配置することで、広い範囲において物体を漏れなく検出可能とすることが考えられる。
しかしながら、発明者による詳細な検討の結果、複数の測距部のうちの1つにより照射されたレーザ光が、測距領域の重複する部分に存在する物体で反射され、別の測距部で受光されると、物体との距離が誤って測定される場合があるという課題が見出された。
It is conceivable that by arranging a plurality of ranging units for executing the ranging process so that a part of the ranging area overlaps with each other, it is possible to detect an object in a wide range without omission.
However, as a result of detailed examination by the inventor, the laser beam emitted by one of the plurality of distance measuring units is reflected by an object existing in the overlapping portion of the distance measuring region, and is reflected by another distance measuring unit. A problem has been found in which the distance to an object may be erroneously measured when light is received.
本開示の一局面は、測距領域の一部が互いに重複する複数の測距部により物体との距離が誤って測定されることを抑制する技術を提供する。 One aspect of the present disclosure provides a technique for suppressing erroneous measurement of the distance to an object by a plurality of ranging units in which a part of the ranging area overlaps with each other.
本開示の一態様は、測距装置であって、複数の測距部(10A,10B,10F,10L,10R)と、制御部(20)と、を備える。制御部は、複数の測距部を制御するように構成される。複数の測距部のそれぞれは、レーザ光を偏向する偏向部材を備え、偏向部材を回転又は揺動させることにより、照射するレーザ光の照射方位を変化させて所定の測距領域内でレーザ光を走査し、照射方位と同一の方位から受光される反射光に基づいて照射方位に存在する物体との距離を測定する、測距処理を実行可能に構成される。複数の測距部は、測距領域の一部が互いに重複する第1の測距部及び第2の測距部を備える。制御部は、第1の測距部により照射されるレーザ光が通る領域である第1の通過領域と第2の測距部により照射されるレーザ光が通る領域である第2の通過領域とが測距領域内で干渉しないように、第1の測距部による測距処理と第2の測距部による測距処理とを並行して実行させる。 One aspect of the present disclosure is a distance measuring device, which includes a plurality of distance measuring units (10A, 10B, 10F, 10L, 10R) and a control unit (20). The control unit is configured to control a plurality of distance measuring units. Each of the plurality of ranging units is provided with a deflecting member that deflects the laser beam, and by rotating or swinging the deflecting member, the irradiation direction of the irradiated laser beam is changed and the laser beam is emitted within a predetermined ranging area. Is configured to be capable of performing distance measurement processing, which measures the distance to an object existing in the irradiation direction based on the reflected light received from the same direction as the irradiation direction. The plurality of ranging units include a first ranging unit and a second ranging unit in which a part of the ranging area overlaps with each other. The control unit includes a first passing region, which is a region through which the laser light emitted by the first ranging unit passes, and a second passing region, which is a region through which the laser light emitted by the second ranging unit passes. The range-finding process by the first range-finding unit and the range-finding process by the second range-finding unit are executed in parallel so that the light does not interfere with each other in the range-finding area.
このような構成によれば、測距領域の一部が互いに重複する複数の測距部により物体との距離が誤って測定されることを抑制することができる。 According to such a configuration, it is possible to prevent the distance to the object from being erroneously measured by a plurality of ranging units in which a part of the ranging area overlaps with each other.
以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
[1.第1実施形態]
[1-1.全体構成]
図1及び図2に示すように、本実施形態の測距装置1は、車両100に搭載され、車両100の周辺における前方側に存在する物体との距離を測定する装置である。測距装置1は、3つの測距部、具体的には、右測距部10R、前測距部10F及び左測距部10Lと、制御部20と、を備える。
Hereinafter, exemplary embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
[1. First Embodiment]
[1-1. overall structure]
As shown in FIGS. 1 and 2, the distance measuring
右測距部10R、前測距部10F及び左測距部10Lのそれぞれは、後述する偏向部材13を回転又は揺動させることにより、照射するレーザ光の照射方位を変化させて所定の測距領域内でレーザ光を走査し、照射方位と同一の方位から受光される反射光に基づいて照射方位に存在する物体との距離を測定する、測距処理を実行可能に構成される。
Each of the right ranging
測距領域とは、設計上定められている物体を検出する範囲であり、例えば、測距期間においてレーザ光が走査される角度範囲と、物体の検出を許容する最長距離と、により特定される。 The range-finding area is a range for detecting an object defined by design, and is specified by, for example, an angle range in which the laser beam is scanned during the range-finding period and the longest distance that allows the detection of the object. ..
右測距部10Rは、車両100の右前方の測距領域内でレーザ光を走査するように構成される。前測距部10Fは、車両100の前方の測距領域内でレーザ光を走査するように構成される。左測距部10Lは、車両100の左前方の測距領域内でレーザ光を走査するように構成される。各測距部は、隣に配置される他の測距部と測距領域の一部が互いに重複するように配置される。本実施形態では、右測距部10R及び左測距部10Lは、それぞれ前測距部10Fと測距領域の一部が互いに重複するように配置される。
The right ranging
[1-2.測距部の構成]
右測距部10R、前測距部10F及び左測距部10Lは、基本的な構成が共通している。各測距部の構成を、図3を用いて説明する。
[1-2. Configuration of distance measuring unit]
The
各測距部は、投光部11と、駆動部12と、偏向部材13と、受光部14と、を備える。
投光部11は、レーザ光を照射するための光源である。本実施形態のレーザ光はパルス状のレーザ光である。投光部11は、制御部20からの指示に従い、偏向部材13へレーザ光を照射するように構成される。
Each ranging unit includes a
The
駆動部12は、偏向部材13を回転又は揺動させるためのアクチュエータである。駆動部12は、棒状の軸部材12aを備え、軸部材12aを回転又は揺動させる。本実施形態では、駆動部12は、軸部材12aを揺動させるモータである。軸部材12aの、回転タイミング、回転移動方向及び角速度は、制御部20により制御される。
The
偏向部材13は、レーザ光を偏向するための偏向部材である。本実施形態では、偏向部材13は、ミラーである。偏向部材13は、駆動部12の軸部材12aに固定され、軸部材12aと共に揺動する。偏向部材13が揺動することにより、投光部11の照射したレーザ光が偏向部材13によりその回転角度に応じた方向へ偏向され、測距領域内で走査される。また、走査されたレーザ光が測距領域に存在する物体で反射した反射光が、偏向部材13によりその回転角度に応じた方向へ偏向され、受光部14で受光される。
The
受光部14は、レーザ光を受光するためのセンサである。受光部14は、偏向部材13が走査したレーザ光の照射方位と同一の方位から受光される反射光が、偏向部材13により偏向されて入射する位置に設けられる。受光部14は、受光したレーザ光を電気信号に変換して制御部20へ出力する。
The
[1-3.制御部の構成]
図2に示す制御部20は、図示しないCPU、ROM及びRAMを備えた周知のマイクロコンピュータを中心に構成された電子制御装置である。CPUは、非遷移的実体的記録媒体であるROMに格納されたプログラムを実行する。当該プログラムが実行されることで、当該プログラムに対応する方法が実行される。なお、制御部20は、1つのマイクロコンピュータを備えてもよいし、複数のマイクロコンピュータを備えてもよい。また、制御部20の機能を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の機能は、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は、デジタル回路、又はアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現されてもよい。
[1-3. Control unit configuration]
The
制御部20は、右測距部10R、前測距部10F及び左測距部10Lを制御し、車両100の周辺に存在する物体との距離を測定する。図4において、横軸は時間を示し、縦軸は偏向部材13の揺動の角度範囲の中心を0とした偏向部材13の回転角度を示す。偏向部材13が揺動する周期は、測距部による距離の測定が行われる周期である。以下では、距離の測定が行われる周期を測距周期ともいう。また、測距周期における距離の測定が行われる期間を測距期間ともいい、距離の測定が行われない期間を非測距期間ともいう。本実施形態では、測距周期における測距期間の割合を高くするため、非測距期間における偏向部材13の角速度が測距期間における偏向部材13の角速度よりも速くなるように測距部が制御される。測距期間における偏向部材13の角速度を測距角速度ともいう。図5には、測距期間における偏向部材13の回転移動方向R1、及び、非測距期間における偏向部材13の回転移動方向R2が、それぞれ矢印で示される。図5の例では、測距部がレーザ光を走査する方向は、図5において左から右へ向かう方向である。本実施形態では、説明が複雑になることを避けるため、偏向部材13が回転移動方向R1に回転している期間全体を測距期間とする。以下では、測距部がレーザ光を走査する方向を走査方向ともいう。
The
本実施形態において、制御部20は、走査方向、測距周期及び測距角速度がそれぞれ同じになるように、各測距部による測距処理を実行させる。すなわち、各測距部による測距処理は、一定の方向へ所定の角速度で周期的にレーザ光が走査されるように実行される。具体的には、偏向部材13は一定の周期で揺動し、偏向部材13が一定の方向へ回転移動する期間において、投光部11から偏向部材13へレーザ光が照射される。言い換えると、偏向部材13が一定の方向とは反対の方向へ回転移動する期間は、投光部11から偏向部材13へレーザ光が照射されない。
In the present embodiment, the
[1-4.測距領域の重複に起因する誤測定を抑制するための構成]
上述のように、各測距部は、それぞれ測距領域の一部が互いに重複するように配置される。これは、死角となる領域を無くし、物体を漏れなく検出可能とするためである。しかしながら、このような構成では、複数の測距部のうちの1つにより照射されたレーザ光が、測距領域の重複する部分に存在する物体で反射され、別の測距部で受光されることにより、物体との距離が誤って測定される場合がある。
[1-4. Configuration to suppress erroneous measurement due to overlapping ranging areas]
As described above, each ranging unit is arranged so that a part of the ranging area overlaps with each other. This is to eliminate the blind spot area and enable the detection of an object without omission. However, in such a configuration, the laser beam emitted by one of the plurality of distance measuring units is reflected by an object existing in the overlapping portion of the distance measuring region and received by another distance measuring unit. As a result, the distance to the object may be measured incorrectly.
本発明者は、次の3つの条件が重なった場合に誤測距が発生することを見出した。
第1の条件:図1に例示されるように、複数の測距部の測距領域の少なくとも一部が互
いに重複すること。
The present inventor has found that erroneous distance measurement occurs when the following three conditions are met.
First condition: As illustrated in FIG. 1, at least a part of the ranging area of a plurality of ranging units overlaps with each other.
第2の条件:複数の測距部により照射されるレーザ光の通過領域が測距領域内で干渉すること。図6に示す例では、右測距部10Rにより照射されるレーザ光の通過領域と前測距部10Fにより照射されるレーザ光の通過領域とが図示しない測距領域内で干渉している。
Second condition: The passing region of the laser beam emitted by a plurality of ranging units interferes within the ranging region. In the example shown in FIG. 6, the passing region of the laser beam emitted by the
第3の条件:照射されるレーザ光の通過領域の干渉する領域内に物体境界面が存在すること。図7に示す例では、右測距部10Rにより照射されるレーザ光の通過領域と前測距部10Fにより照射されるレーザ光の通過領域とが干渉する領域内に物体境界面Cが存在する。図7において、レーザ光の通過領域は簡易的に直線で図示されている。
Third condition: The object boundary surface is present in the interfering region of the passing region of the irradiated laser beam. In the example shown in FIG. 7, the object boundary surface C exists in the region where the passing region of the laser beam irradiated by the
測距部により照射されるレーザ光の通過領域とは、レーザ光の照射方位に沿って延びる領域であって、レーザ光が照射された場合にレーザ光が通る領域、つまり、レーザ光と同じ幅を有する領域である。例えばパルス状のレーザ光が照射される場合、パルス波のオン期間だけでなくオフ期間においても当該領域は特定される。 The passing region of the laser beam irradiated by the ranging unit is a region extending along the irradiation direction of the laser beam, and is a region through which the laser beam passes when the laser beam is irradiated, that is, the same width as the laser beam. It is an area having. For example, when a pulsed laser beam is irradiated, the region is specified not only in the on period of the pulse wave but also in the off period.
上記3つの条件が重なった場合、複数の測距部のうちの1つにより照射されたレーザ光が、測距領域の重複する部分に存在する物体で反射されると、別の測距部で受光される場合がある。例えば、図8は、右測距部10Rにより受光されるレーザ光の受光波形を示している。図8において、横軸は前測距部10Fがレーザ光を照射したタイミングを0とした時間を示し、縦軸は受光した反射光の強度を示す。この例では、前測距部10Fは、右測距部10Rにより照射されたレーザ光の反射光を先に受光しているため、前測距部10Fにより照射されたレーザ光の反射光の受光波形WFよりも前に右測距部10Rにより照射されたレーザ光の反射光の受光波形WRが検出されている。物体との距離は、レーザ光が照射されたタイミングと反射光が受光されたタイミングとの差により測定されるため、この場合、前測距部10Fは物体との距離を実際よりも短く誤測距してしまう。
When the above three conditions are overlapped, when the laser beam emitted by one of the plurality of distance measuring units is reflected by an object existing in the overlapping portion of the distance measuring region, the other measuring unit is used. It may receive light. For example, FIG. 8 shows a light receiving waveform of a laser beam received by the
上記3つの条件のうち、上記第1の条件は、設計上の理由により避けることが困難である。また、上記第3の条件は、外的な要因のため対策が困難である。そこで、本実施形態の測距装置1では、上記第2の条件が成立しないように、制御部20が各測距部を制御する。具体的には、制御部20は、複数の測距部により照射されるレーザ光の通過領域が測距領域内で干渉しないように、各測距部がレーザ光の走査を開始する開始タイミングを制御する。開始タイミングの条件は、各測距部の配置関係に応じて異なる。
Of the above three conditions, the first condition is difficult to avoid for design reasons. Further, it is difficult to take measures against the above third condition because of an external factor. Therefore, in the
以下、2つの測距部の配置関係に応じた開始タイミングの条件について説明する。図9に示す測距部10A及び測距部10Bは、車両100に搭載される3つの測距部のうち、測距領域の一部が互いに重複するように配置された任意の2つの測距部である。図9に示す符号の意味は次のとおりであり、位置及び角度は測距部10A又は測距部10Bが備える偏向部材13の回転軸の方向から見た平面視で特定される。本実施形態では、測距部10A及び測距部10Bが備える偏向部材13の回転軸は平行である。ただし、回転軸の向きは、必ずしも平行である必要はなく、例えば平行に近い向きであってもよい。
Hereinafter, the start timing conditions according to the arrangement relationship between the two ranging units will be described. The range-finding
DA…測距部10Aの基準方位
DB…測距部10Bの基準方位
SA…測距部10Aによるレーザ光の走査の開始方位
SB…測距部10Bによるレーザ光の走査の開始方位
PA…測距部10Aの偏向部材13におけるレーザ光を偏向する点である起点位置
PB…測距部10Bの偏向部材13におけるレーザ光を偏向する点である起点位置
LA…起点位置PAを通り基準方位DAに平行な直線
γA…基準方位DAを0とする開始方位SAの角度である開始角度
γB…基準方位DBを0とする開始方位SBの角度である開始角度
γd…基準方位DAを0とする基準方位DBの角度である配置ずれ角度
γB_A…基準方位DAを0とする開始方位SBの角度である開き角度
測距部の基準方位とは、設計上基準として定められた方位である。例えば、レーザ光を透過する透過窓が設けられている場合、透過窓の正面の方向、具体的には、透過窓表面における中心又はその近傍部分の法線の方向となることが一般的である。本実施形態では、基準方位は、測距期間においてレーザ光が走査される角度範囲の中心の方位と一致する。
DA ... Reference direction of the ranging
開始角度γA,γB、配置ずれ角度γd及び開き角度γB_Aは、測距部10Aの走査方向側を向くほど値が大きくなり、それぞれの基準方位よりも走査方向側でプラスの値、走査方向側とは反対側でマイナスの値をとる。
The values of the start angles γ A , γ B , the misalignment angle γ d , and the opening angle γ B_A increase as they face the scanning direction side of the ranging
図10に示すように、開始タイミングの条件は、測距部10A及び測距部10Bの配置関係に応じて、6つの条件に分類される。以下、これら6つの条件について、6種類の配置例に基づき説明する。
As shown in FIG. 10, the start timing conditions are classified into six conditions according to the arrangement relationship between the
(第1の配置例)
図11に示すように、第1の配置例は、起点位置PBが基準直線LAよりも測距部10Aの走査方向の反対側であり、開始角度γAと開き角度γB_Aとの関係がγB_A<γAとなるように測距部10A及び測距部10Bが配置された例である。なお、図11に示す第1の配置例では、基準方位DAと基準方位DBとが平行となるように測距部10A及び測距部10Bが配置されているが、これは第1の配置例の条件ではない。
(First arrangement example)
As shown in FIG. 11, in the first arrangement example, the starting point position P B is on the opposite side of the reference straight line LA in the scanning direction of the ranging
図12は、第1の配置例における、測距部10Aの偏向部材13の回転角度θA及び測
距部10Bの偏向部材13の回転角度θB_Aの変化を示す。回転角度θA及び回転角度θB_Aはいずれも、基準方位DAへレーザ光が照射される回転角度を0とする角度で表される。また、回転角度θA及び回転角度θB_Aの値は、測距期間において上昇し、非測距期間において下降する。測距部10A及び測距部10Bの非測距期間は、それぞれ非測距期間α及び非測距期間βで示される。
FIG. 12 shows changes in the rotation angle θ A of the
制御部20は、測距部10A及び測距部10Bにより照射されるレーザ光の通過領域が測距領域内で干渉することを抑制するために、測距部10A又は測距部10Bが備える偏向部材13の回転軸の方向から見た平面視で、測距部10Aにより照射されるレーザ光の照射方位と、測距部10Bにより照射されるレーザ光の照射方位と、の共通の基準方位DAに対する角度の大小関係が逆転しないように、測距部10Aによる測距処理と測距部1
0による測距処理とを実行させる。角度の大小関係が逆転するとは、2つの角度をそれぞれθ1,θ2とした場合、θ1>θ2の状態からθ1<θ2の状態になること、又は、θ1<θ2の状態からθ1>θ2の状態になることをいう。θ1=θ2の状態からθ1>θ2又はθ1<θ2の状態になること、及び、θ1>θ2又はθ1<θ2の状態からθ1=θ2の状態になることは、角度の大小関係が逆転する事象に含まれない。
The
Distance measurement processing by 0 is executed. When the magnitude relationship of the angles is reversed, when the two angles are θ1 and θ2, respectively, the state of θ1> θ2 changes to the state of θ1 <θ2, or the state of θ1 <θ2 changes to the state of θ1> θ2. It means to become. The change from the state of θ1 = θ2 to the state of θ1> θ2 or θ1 <θ2, and the change from the state of θ1> θ2 or θ1 <θ2 to the state of θ1 = θ2 are events in which the magnitude relationship of the angles is reversed. Not included.
測距部10A及び測距部10Bそれぞれにより照射されるレーザ光の照射方位の基準方位DAに対する角度は、測距期間における、回転角度θA及び回転角度θB_Aで示されるた
め、制御部20は、測距部10A及び測距部10Bが共に測距期間の状態である共測距状態において回転角度θAと回転角度θB_Aとの値の大小関係が逆転しないように、測距部10Aによる測距処理と測距部10による測距処理とを実行させる。起点位置PBが基準直
線LAよりも測距部10Aの走査方向の反対側である場合、図12に示すように、共測距
状態において回転角度θB_Aが回転角度θAの値が上回らなければよい。回転角度θAに対
する回転角度θB_Aの大きさは、測距部10Aがレーザ光の走査を開始するタイミングに
対する測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングが早いほど大きくなる。ただし、第1の配置例では、開き角度γB_Aが開始角度γAよりも小さい。このため、回転角度θB_Aが回転角度θAを上回らない限度で、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングを早くすることができる。一方、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングを遅くしすぎることにより、測距部10Bの測距期間が終了する前に測距部10Aの測距期間が開始すると、回転角度θB_Aが回転角度θAを上回ってしまう。そのため、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングの遅れが、測距部10Bの非測距期間βよりも大きくならないようにする必要がある。
Since the angle of the irradiation direction of the laser beam emitted by the
そこで、第1の配置例では、制御部20は、測距部10Aがレーザ光の走査を開始するタイミングに対する測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングtを、-Φ≦t≦βの範囲に制御する。ここで、Φは、開始方位SAと開始方位SBとがなす角度を上記測距角速度で回転移動するのに必要な期間である。これにより、測距部10A及び測距部10Bにより照射されるレーザ光の通過領域が干渉することを抑制することができる。
Therefore, in the first arrangement example, the
なお、図9に示す配置例は、第1の配置例の他の例である。図11に示す第1の配置例では、基準方位DAと基準方位DBとが平行であるが、図9に示す第1の配置例では、基準方位DAが基準方位DBよりも測距部10Aの走査方向側を向いている。
The arrangement example shown in FIG. 9 is another example of the first arrangement example. In the first arrangement example shown in FIG. 11, the reference direction DA and the reference direction D B are parallel to each other, but in the first arrangement example shown in FIG. 9, the reference direction D A is measured more than the reference direction D B. It faces the scanning direction side of the
図13は、図9に示す第1の配置例における、回転角度θA及び回転角度θB_Aの変化を示す。図11に示す第1の配置例と同様、共測距状態において、回転角度θAと回転角度
θB_Aとの値の大小関係が逆転しないためには、回転角度θB_Aが回転角度θAを上回らな
ければよい。したがって、図11に示す第1の配置例と同様、制御部20は、タイミングtを-Φ≦t≦βの範囲に制御することで、測距部10A及び測距部10Bにより照射されるレーザ光の通過領域が干渉することを抑制することができる。
FIG. 13 shows changes in the rotation angle θ A and the rotation angle θ B_A in the first arrangement example shown in FIG. Similar to the first arrangement example shown in FIG. 11, in the co-distance measurement state, the rotation angle θ B_A determines the rotation angle θ A so that the magnitude relationship between the values of the rotation angle θ A and the rotation angle θ B_A does not reverse. It should not exceed. Therefore, as in the first arrangement example shown in FIG. 11, the
(第2の配置例)
図14に示すように、第2の配置例は、起点位置PBが基準直線LAよりも測距部10Aの走査方向の反対側であり、開始角度γAと開き角度γB_Aとの関係がγB_A=γAとなるように測距部10A及び測距部10Bが配置された例である。
(Second arrangement example)
As shown in FIG. 14, in the second arrangement example, the starting point position P B is on the opposite side of the reference straight line LA in the scanning direction of the ranging
図15は、第2の配置例における、回転角度θA及び回転角度θB_Aの変化を示す。第2の配置例では、開き角度γB_Aが開始角度γAと等しい。このため、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングを、測距部10Aがレーザ光の走査を開始するタイミングと同時又はそれよりも遅くする必要がある。一方、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングを遅くしすぎることにより、測距部10Bの測距期間が終了する前に測距部10Aの測距期間が開始すると、回転角度θB_Aが回転角度θAを上回ってしまう。そのため、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングの遅れが、測距部10Bの非測距期間βよりも大きくならないようにする必要がある。
FIG. 15 shows changes in the rotation angle θ A and the rotation angle θ B_A in the second arrangement example. In the second arrangement example, the opening angle γ B_A is equal to the starting angle γ A. Therefore, it is necessary to delay the timing at which the ranging
そこで、第2の配置例では、制御部20は、測距部10Aがレーザ光の走査を開始するタイミングに対する測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングtを、0≦t≦βの範囲に制御する。これにより、測距部10A及び測距部10Bにより照射されるレーザ光の通過領域が干渉することを抑制することができる。
Therefore, in the second arrangement example, the
(第3の配置例)
図16に示すように、第3の配置例は、起点位置PBが基準直線LAよりも測距部10Aの走査方向の反対側であり、開始角度γAと開き角度γB_Aとの関係がγB_A>γAとなるように測距部10A及び測距部10Bが配置された例である。なお、図16に示す第3の配置例では、基準方位DAが基準方位DBよりも測距部10Aの走査方向側を向くように測距
部10A及び測距部10Bが配置されているが、これは第3の配置例の条件ではない。
(Third arrangement example)
As shown in FIG. 16, in the third arrangement example, the starting point position P B is on the opposite side of the reference straight line LA in the scanning direction of the ranging
図17は、第3の配置例における、回転角度θA及び回転角度θB_Aの変化を示す。第3の配置例では、開き角度γB_Aが開始角度γAよりも大きい。このため、回転角度θB_Aが
回転角度θAを上回らないように、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミング
を遅くする必要がある。一方、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングを遅くしすぎることにより、測距部10Bの測距期間が終了する前に測距部10Aの測距期間が開始すると、回転角度θB_Aが回転角度θAを上回ってしまう。そのため、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングの遅れが、測距部10Bの非測距期間βよりも大きくならないようにする必要がある。
FIG. 17 shows changes in the rotation angle θ A and the rotation angle θ B_A in the third arrangement example. In the third arrangement example, the opening angle γ B_A is larger than the starting angle γ A. Therefore, it is necessary to delay the timing at which the ranging
そこで、第3の配置例では、制御部20は、測距部10Aがレーザ光の走査を開始するタイミングに対する測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングtを、Φ≦t≦βの範囲に制御する。これにより、測距部10A及び測距部10Bにより照射されるレーザ光の通過領域が干渉することを抑制することができる。
Therefore, in the third arrangement example, the
なお、図18に示す配置例は、第3の配置例の他の例である。図16に示す第3の配置例では、基準方位DAが基準方位DBよりも測距部10Aの走査方向側を向いているが、図18に示す第3の配置例では、基準方位DBが基準方位DAよりも測距部10Aの走査方向側を向いている。
The arrangement example shown in FIG. 18 is another example of the third arrangement example. In the third arrangement example shown in FIG. 16, the reference direction DA faces the scanning direction side of the
図19は、図18に示す第3の配置例における、回転角度θA及び回転角度θB_Aの変化を示す。図16に示す第3の配置例と同様、制御部20は、タイミングtをΦ≦t≦βの範囲に制御することで、測距部10A及び測距部10Bにより照射されるレーザ光の通過領域が干渉することを抑制することができる。
FIG. 19 shows changes in the rotation angle θ A and the rotation angle θ B_A in the third arrangement example shown in FIG. Similar to the third arrangement example shown in FIG. 16, the
(第4の配置例)
図20に示すように、第4の配置例は、起点位置PBが基準直線LAよりも測距部10Aの走査方向側であり、開始角度γAと開き角度γB_Aとの関係がγB_A<γAとなるように測距部10A及び測距部10Bが配置された例である。なお、図20に示す第4の配置例では、基準方位DAと基準方位DBとが平行となるように測距部10A及び測距部10Bが配置されているが、これは第4の配置例の条件ではない。
(4th arrangement example)
As shown in FIG. 20, in the fourth arrangement example, the starting point position P B is on the scanning direction side of the
制御部20は、測距部10A及び測距部10Bにより照射されるレーザ光の通過領域が測距領域内で干渉することを抑制するために、測距部10A又は測距部10Bが備える偏向部材13の回転軸の方向から見た平面視で、測距部10Aにより照射されるレーザ光の照射方位と、測距部10Bにより照射されるレーザ光の照射方位と、の共通の基準方位DAに対する角度の大小関係が逆転しないように、測距部10Aによる測距処理と測距部1
0による測距処理とを実行させる。具体的には、制御部20は、共測距状態において回転角度θAと回転角度θB_Aとの値の大小関係が逆転しないように、測距部10Aによる測距処理と測距部10による測距処理とを実行させる。
The
Distance measurement processing by 0 is executed. Specifically, the
図21は、第4の配置例における、回転角度θA及び回転角度θB_Aの変化を示す。起点位置PBが基準直線LAよりも測距部10Aの走査方向側である場合、図21に示すように、回転角度θB_Aが回転角度θAを下回らなければよい。第4の配置例では、開き角度γB_Aが開始角度γAよりも大きい。このため、回転角度θB_Aが回転角度θAを下回らないように、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングを早くする必要がある。一方、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングを早くしすぎることにより、測距部10Aの測距期間が終了する前に測距部10Bの測距期間が開始すると、回転角度θB_A
が回転角度θAを下回ってしまう。そのため、測距部10Bがレーザ光の走査を開始する
タイミングのリードが、測距部10Aの非測距期間αよりも大きくならないようにする必要がある。
FIG. 21 shows changes in the rotation angle θ A and the rotation angle θ B_A in the fourth arrangement example. When the starting point position P B is on the scanning direction side of the
Is less than the rotation angle θ A. Therefore, it is necessary to prevent the lead of the timing at which the
そこで、第4の配置例では、制御部20は、測距部10Aがレーザ光の走査を開始するタイミングに対する測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングtを、-α≦t≦-Φの範囲に制御する。これにより、測距部10A及び測距部10Bにより照射されるレーザ光の通過領域が干渉することを抑制することができる。
Therefore, in the fourth arrangement example, the
なお、図22に示す配置例は、第4の配置例の他の例である。図20に示す第4の配置例では、基準方位DAと基準方位DBとが平行であるが、図22に示す第4の配置例では、基準方位DAが基準方位DBよりも測距部10Aの走査方向側を向いている。
The arrangement example shown in FIG. 22 is another example of the fourth arrangement example. In the fourth arrangement example shown in FIG. 20, the reference direction DA and the reference direction D B are parallel to each other, but in the fourth arrangement example shown in FIG. 22, the reference direction D A is measured more than the reference direction D B. It faces the scanning direction side of the
図23は、図22に示す第4の配置例における、回転角度θA及び回転角度θB_Aの変化を示す。図20に示す第4の配置例と同様、制御部20は、タイミングtを-α≦t≦-Φの範囲に制御することで、測距部10A及び測距部10Bにより照射されるレーザ光の通過領域が干渉することを抑制することができる。
FIG. 23 shows changes in the rotation angle θ A and the rotation angle θ B_A in the fourth arrangement example shown in FIG. 22. Similar to the fourth arrangement example shown in FIG. 20, the
なお、第4の配置例は、第3の配置例における測距部10A及び測距部10Bの配置を入れ替えた配置例と捉えることもできる。つまり、第4の配置例は、第3の配置例と実質的に同一である。
The fourth arrangement example can also be regarded as an arrangement example in which the arrangements of the
(第5の配置例)
図24に示すように、第5の配置例は、起点位置PBが基準直線LAよりも測距部10Aの走査方向側であり、開始角度γAと開き角度γB_Aとの関係がγB_A=γAとなるように測距部10A及び測距部10Bが配置された例である。
(Fifth arrangement example)
As shown in FIG. 24, in the fifth arrangement example, the starting point position P B is on the scanning direction side of the
図25は、第5の配置例における、回転角度θA及び回転角度θB_Aの変化を示す。第5の配置例では、開き角度γB_Aが開始角度γAと等しい。このため、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングを、測距部10Aがレーザ光の走査を開始するタイミングと同時又はそれよりも早くする必要がある。一方、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングを早くしすぎることにより、測距部10Aの測距期間が終了する前に測距部10Bの測距期間が開始すると、回転角度θB_Aが回転角度θAを下回ってしまう。そのため、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングのリードが、測距部10Aの非測距期間αよりも大きくならないようにする必要がある。
FIG. 25 shows changes in the rotation angle θ A and the rotation angle θ B_A in the fifth arrangement example. In the fifth arrangement example, the opening angle γ B_A is equal to the starting angle γ A. Therefore, it is necessary to set the timing at which the ranging
そこで、第5の配置例では、制御部20は、測距部10Aがレーザ光の走査を開始するタイミングに対する測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングtを、-α≦t≦0の範囲に制御する。これにより、測距部10A及び測距部10Bにより照射されるレーザ光の通過領域が干渉することを抑制することができる。
Therefore, in the fifth arrangement example, the
なお、第5の配置例は、第2の配置例における測距部10A及び測距部10Bの配置を入れ替えた配置例と捉えることもできる。つまり、第5の配置例は、第2の配置例と実質的に同一である。
The fifth arrangement example can also be regarded as an arrangement example in which the arrangements of the
(第6の配置例)
図26に示すように、第6の配置例は、起点位置PBが基準直線LAよりも測距部10Aの走査方向側であり、開始角度γAと開き角度γB_Aとの関係がγB_A>γAとなるように測距部10A及び測距部10Bが配置された例である。なお、図26に示す第6の配置例では、開始角度γBと配置ずれ角度γdと開き角度γB_Aとの関係がγB_A=γB-γdとなるよ
うに測距部10A及び測距部10Bが配置されているが、これは第6の配置例の条件ではない。
(6th arrangement example)
As shown in FIG. 26, in the sixth arrangement example, the starting point position P B is on the scanning direction side of the
図27は、第6の配置例における、回転角度θA及び回転角度θB_Aの変化を示す。第6の配置例では、開き角度γB_Aが開始角度γAよりも小さい。このため、回転角度θB_Aが
回転角度θAを下回らない限度で、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミング
を遅くすることができる。一方、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングを早くしすぎることにより、測距部10Aの測距期間が終了する前に測距部10Bの測距期間が開始すると、回転角度θB_Aが回転角度θAを下回ってしまう。そのため、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングのリードが、測距部10Aの非測距期間αよりも大きくならないようにする必要がある。
FIG. 27 shows changes in the rotation angle θ A and the rotation angle θ B_A in the sixth arrangement example. In the sixth arrangement example, the opening angle γ B_A is smaller than the starting angle γ A. Therefore, the timing at which the ranging
そこで、第6の配置例では、制御部20は、測距部10Aがレーザ光の走査を開始するタイミングに対する測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングtを、-α≦t≦Φの範囲に制御する。これにより、測距部10A及び測距部10Bにより照射されるレーザ光の通過領域が干渉することを抑制することができる。
Therefore, in the sixth arrangement example, the
なお、図28に示す配置例は、第6の配置例の他の例である。図26に示す第6の配置例では、開始角度γBと配置ずれ角度γdと開き角度γB_Aとの関係がγB_A=γB-γdであるが、図28に示す配置例は、開始角度γBと配置ずれ角度γdと開き角度γB_Aとの関係
がγB_A=γd-γBである。
The arrangement example shown in FIG. 28 is another example of the sixth arrangement example. In the sixth arrangement example shown in FIG. 26, the relationship between the start angle γ B , the arrangement deviation angle γ d , and the opening angle γ B_A is γ B_A = γ B − γ d . The relationship between the start angle γ B , the misalignment angle γ d , and the opening angle γ B_A is γ B_A = γ d − γ B.
図29は、図28に示す第6の配置例における、回転角度θA及び回転角度θB_Aの変化を示す。図26に示す第6の配置例と同様、制御部20は、タイミングtを-α≦t≦Φの範囲に制御することで、測距部10A及び測距部10Bにより照射されるレーザ光の通過領域が干渉することを抑制することができる。
FIG. 29 shows changes in the rotation angle θ A and the rotation angle θ B_A in the sixth arrangement example shown in FIG. 28. Similar to the sixth arrangement example shown in FIG. 26, the
なお、第6の配置例は、第1の配置例における測距部10A及び測距部10Bの配置を入れ替えた配置例と捉えることもできる。つまり、第6の配置例は、第1の配置例と実質的に同一である。
The sixth arrangement example can also be regarded as an arrangement example in which the arrangements of the
[1-5.複数の測距部の走査タイミングを分散するための構成]
本実施形態の制御部20は、上述したように誤測距を抑制するだけでなく、複数の測距部の走査タイミングを分散するように、各測距部を制御する。具体的には、制御部20は、偏向部材13の角速度を変化させるタイミングが各測距部で互いに異なるように、各測距部を制御する。また、制御部20は、偏向部材13の角速度が最も速い期間の少なくとも一部が各測距部で互いに重ならないように、各測距部を制御する。なお、以下では、測距部が2つの場合を前提に説明しているが、測距部が3つ以上の場合も同様である。
[1-5. Configuration to disperse the scanning timing of multiple ranging units]
The
[1-5-1.複数の測距部の切替タイミングを異ならせるための構成]
本実施形態の測距処理においては、測距期間と非測距期間とが交互に繰り返される。そのため、図30に示すように、測距部10Aの偏向部材13の回転角度θA及び測距部1
0Bの偏向部材13の回転角度θBは、測距期間において上昇し、非測距期間において下
降する。回転角度θBは、基準方位DBへレーザ光が照射される回転角度を0とする角度で表される。制御部20が偏向部材13の角速度を変化させるタイミング、換言すれば、測距期間と非測距期間とが切り替わるタイミングである切替タイミングでは、測距部10Aの駆動部12に流れる電流の値IA及び測距部10Bの駆動部12に流れる電流の値IBが、瞬間的に大きくなる。このため、図30に示すように、複数の測距部の切替タイミングが重なり、瞬時電流のピークが重なると、車両100全体での瞬時電流が増加し、受光部14により出力される電気信号等にノイズが発生する原因になる。また、車両100全体
の電源設計においても、重なった瞬時電流をベースに冗長な設計がされることになる。
[1-5-1. Configuration for different switching timings of multiple ranging units]
In the distance measuring process of the present embodiment, the distance measuring period and the non-distance measuring period are alternately repeated. Therefore, as shown in FIG. 30, the rotation angle θ A of the
The rotation angle θ B of the
そこで、図31に示すように、制御部20は、切替タイミングが複数の測距部で互いに異なるように、つまり、切替タイミングがずれるように、複数の測距部を制御する。このような制御により、瞬時電流のピークが重なりにくくなり、車両100全体での瞬時電流の増加が抑制される。
Therefore, as shown in FIG. 31, the
[1-5-2.偏向部材の角速度が最も速い期間を重なりにくくするための構成]
偏向部材13の角速度が最も速い期間には、測距部10Aの駆動部12に流れる電流の値IA及び測距部10Bの駆動部12に流れる電流の値IBが他の期間よりも大きくなる。図30に示すように、本実施形態では、非測距期間における偏向部材13の角速度が測距角速度よりも速くなるように測距部が制御される。つまり、本実施形態では、非測距期間が、偏向部材13の角速度が最も速い期間である。この場合、非測距期間においては、測距部10Aの駆動部12に流れる電流の値IA及び測距部10Bの駆動部12に流れる電
流の値IBが、測距期間よりも大きくなる。このため、例えば図30に示すように、複数
の測距部の非測距期間が重なると、車両100全体での電流が増加し、受光部14により出力される電気信号等にノイズが発生する原因になる。また、車両100全体の電源設計においても、重なった瞬時電流をベースに冗長な設計がされることになる。
[1-5-2. Configuration to make it difficult to overlap during the period when the angular velocity of the deflection member is the fastest]
During the period when the angular velocity of the
そこで、図31に示すように、本実施形態では、制御部20は、非測距期間の少なくとも一部が複数の測距部で互いに重ならないように、複数の測距部を制御する。例えば、2つの測距部で非測距期間の長さが互いに異なる場合、長い方の非測距期間の少なくとも一部が短い方の非測距期間と重ならないことは必然である。したがって、このような例では、短い方の非測距期間の少なくとも一部も長い方の非測距期間と重ならないことを意味する。このような制御により、車両100全体での電流の増加が抑制される。
Therefore, as shown in FIG. 31, in the present embodiment, the
[1-6.効果]
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1a)測距装置1は、複数の測距部により照射されるレーザ光の通過領域が測距領域内で干渉しないように、各測距部による測距処理を実行する。このような構成によれば、測距領域の一部が互いに重複する複数の測距部により物体との距離が誤って測定されることを抑制することができる。特に、測距装置1は、各測距部による測距処理を並行して実行するため、各測距部による測距処理が並行しないように順に実行される構成と比較して、全ての測距領域についての測距処理を完了するまでに要する時間を短くできる。
[1-6. effect]
According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1a) The
(1b)測距装置1は、測距部10A又は測距部10Bが備える偏向部材13の回転軸の方向から見た平面視で、測距部10Aにより照射されるレーザ光の照射方位と、測距部10Bにより照射されるレーザ光の照射方位と、の共通の基準方位DAに対する角度の大
小関係が逆転しないように、測距部10Aによる測距処理と測距部10による測距処理とを実行させる。このような構成によれば、複数の測距部により照射されるレーザ光の通過領域が測距領域内で干渉することを抑制することができる。
(1b) The
(1c)測距装置1は、測距周期が同じになるように、各測距部による測距処理を実行させる。このような構成によれば、例えばレーザ光の走査を開始するタイミングを制御することにより、測距部10Aにより照射されるレーザ光の照射方位と、測距部10Bにより照射されるレーザ光の照射方位と、の共通の基準方位DAに対する角度の大小関係が逆
転しないように各測距部による測距周期の位相差を設定することができる。
(1c) The
(1d)測距周期には、非測距期間が含まれる。このような構成によれば、複数の測距部により照射されるレーザ光の通過領域が測距領域内で干渉することを抑制しつつ、例え
ばレーザ光の走査を開始するタイミングといったパラメータの設計の自由度を高めることができる。
(1d) The range-finding cycle includes a non-range-finding period. According to such a configuration, while suppressing the interference of the passing region of the laser beam irradiated by the plurality of ranging units in the ranging region, it is possible to design parameters such as the timing at which the scanning of the laser beam is started. The degree of freedom can be increased.
(1e)測距装置1は、測距領域の一部が互いに重複するように配置された2つの測距部のうち、走査方向側に配置された測距部の偏向部材13の回転角度を、走査方向側とは反対側に配置された測距部の偏向部材13の回転角度が上回らないように、各測距部がレーザ光の走査を開始するタイミングを制御する。このような構成によれば、複数の測距部により照射されるレーザ光の通過領域が測距領域内で干渉することを抑制することができる。
(1e) The ranging
(1f)測距装置1は、切替タイミングが複数の測距部で互いに異なるように、複数の
測距部を制御する。このような構成によれば、瞬時電流のピークの重なりを抑制し、車両100全体での瞬時電流の増加を抑制することができる。
(1f) The
(1g)測距装置1は、偏向部材13の角速度が最も速い期間の少なくとも一部が複数の測距部で互いに重ならないように、複数の測距部を制御する。このような構成によれば、瞬時電流のピークの重なりを抑制し、車両100全体での電流の増加を抑制することができる。
(1g) The ranging
[2.第2実施形態]
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する本明細書中の記載及び図面を参照する。
[2. Second Embodiment]
Since the basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the description of the common configuration will be omitted, and the differences will be mainly described. It should be noted that the same reference numerals as those in the first embodiment indicate the same configurations, and the preceding description and drawings in the present specification are referred to.
第2実施形態では、第1実施形態と同様、制御部20は、走査方向及び測距周期がそれぞれ同じになるように、各測距部による測距処理を実行させる。ただし、第2実施形態では、制御部20は、測距角速度が異なるように各測距部による測距処理を実行させる。
In the second embodiment, as in the first embodiment, the
第2実施形態では、図9に示すように測距部10A及び測距部10Bが配置されている。ただし、測距部10Aの測距角速度ωAよりも測距部10Bの測距角速度ωBの方が大きい。測距部10A及び測距部10Bにより照射されるレーザ光の通過領域が測距領域内で干渉することを抑制するために、図32に示すように、共測距状態となる期間TAにおいて、回転角度θB_Aが回転角度θAを上回らないようにする必要がある。図32において、測距角速度ωA及び測距角速度ωBは、測距部10A及び測距部10Bそれぞれの測距期間におけるθA及びθB_Aの値を示す直線の傾きで示される。回転角度θAと回転角度θB_Aとの差は、測距部10Aの測距角速度ωAに対する測距部10Bの測距角速度ωBが速いほど、急速に縮まる。加えて、共測距状態となる期間TAが長いほど回転角度θAと回
転角度θB_Aとの差が縮まっていく。
In the second embodiment, the
そこで、制御部20は、共測距状態となる期間TAが、共測距状態の開始時における測距部10Aと測距部10Bとの照射方位のなす角度を共測距状態における第2の測距部と第1の測距部との測距角速度の差分で割った値以下となるように、測距部10Aの測距角速度ωA及び測距部10Bの測距角速度ωBを制御する。
Therefore, in the
また、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングを遅くしすぎることにより、測距部10Bの測距期間が終了する前に測距部10Aの測距期間が開始すると、回転角度θB_Aが回転角度θAを上回ってしまう。さらに、測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングを早くしすぎることにより、測距部10Aの測距期間が終了する前に測距部10Bの測距期間が開始しても、回転角度θB_Aが回転角度θAを上回ってしまう。
Further, if the timing at which the ranging
そこで、制御部20は、測距部10Aがレーザ光の走査を開始するタイミングに対する測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングが、測距部10Aの非測距期間を表す値を下限値とし、測距部10Bの非測距期間を表す値を上限値とする範囲内であるように制御する。つまり、制御部20は、測距部10Aがレーザ光の走査を開始するタイミングに対する測距部10Bがレーザ光の走査を開始するタイミングtを、α≦t≦βの範囲に制御する。
Therefore, in the
例えば測距部10A及び測距部10Bでレーザ光の走査を開始するタイミングを同時にする場合、制御部20は、測距角速度ωA及び測距角速度ωBの関係がTA≦|γB_A-
γA|/(ωB-ωA)となるように、測距部10Aの測距角速度ωA及び測距部10B
の測距角速度ωBを制御する。
For example, when the ranging
The ranging angular velocity ω A and the ranging
Controls the ranging angular velocity ω B.
これにより、測距部10A及び測距部10Bにより照射されるレーザ光の通過領域が測距領域内で干渉することを抑制することができる。
[3.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
As a result, it is possible to prevent the passing region of the laser beam emitted by the ranging
[3. Other embodiments]
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, it is needless to say that the present disclosure is not limited to the above-described embodiments and can take various forms.
(3a)上記各実施形態では、少なくとも走査方向及び測距周期がそれぞれ同じになるように、各測距部による測距処理が実行される構成を例示したが、これらのうち少なくとも1つが異なっていてもよい。例えば、測距周期が異なっていてもよい。 (3a) In each of the above embodiments, a configuration in which distance measurement processing is executed by each distance measurement unit is exemplified so that at least the scanning direction and the distance measurement cycle are the same, but at least one of these is different. You may. For example, the distance measurement cycles may be different.
(3b)上記各実施形態では、制御部20が、各測距部それぞれの動作を制御する機能及び各測距部による測距処理を統括的に制御する機能の両方を有する構成を例示したが、制御部20の構成はこれに限定されるものではない。例えば、各測距部それぞれの動作を制御する機能を、各測距部に分散させてもよい。例えばこの場合、各測距部による測距処理を統括的に制御する機能は、各測距部がそれぞれ備える制御部間において通信することで実現されてもよいし、それらの制御部とは別の制御部が制御を実行することで実現されてもよい。
(3b) In each of the above embodiments, the configuration in which the
(3c)上記各実施形態では、各測距部は、走査方向に並んで配置されていたが、図33に示すように、測距部10A及び測距部10Bが、偏向部材13の回転軸の方向に沿って並んで配置されてもよい。この場合、各測距部は、隣に配置される他の測距部と測距領域の一部が偏向部材13の回転軸の方向で互いに重複するように配置される。図33に示す例では、各測距部は、断面形状Fが走査方向と垂直な方向に沿って長いレーザ光を走査する。制御部20は、複数の測距部により照射されるレーザ光の通過領域が測距領域の重複する部分で干渉しないように、各測距部による測距処理を実行させる。例えば、走査方向、測距周期及び測距角速度がそれぞれ同じである場合には、回転角度θAと回転角度θB_Aとを異ならせればよい。具体的には、測距期間においてレーザ光が走査される角度範囲が同じである場合、走査タイミングをずらせばよい。また、測距期間においてレーザ光が走査される角度範囲が異なる場合、走査タイミングが一致しない範囲内で走査タイミングを調整すればよい。
(3c) In each of the above embodiments, the distance measuring units are arranged side by side in the scanning direction, but as shown in FIG. 33, the
(3d)上記第2実施形態では、測距部10A及び測距部10Bのうち測距部10Bが測距部10Aの走査方向側とは反対側に配置され、測距角速度ωAよりも測距角速度ωBが大きい構成を例示したが、各測距部の配置及び測距角速度の大小関係はこれに限定されるものではない。例えば、測距部10A及び測距部10Bのうち測距部10Bは測距部10Aの走査方向側に配置されてもよいし、測距角速度ωBよりも測距角速度ωAの方が大きくてもよい。
(3d) In the second embodiment, the ranging
(3e)上記各実施形態では、例えば図12に示すように、駆動部12が、回転角度の変化を示す波形が共に周期性のある波形となるように測距部10A及び測距部10Bの偏向部材13を回転移動させる構成を例示した。具体的には、波形の種類が、測距期間と非測距期間とが交互に繰り返される三角波となるように回転移動させる構成を例示したが、偏向部材13の回転移動はこれに限定されるものではない。例えば図34に示すように、駆動部12は、回転角度の変化を示す波形の種類が正弦波となるように偏向部材13を回転移動させてもよい。この例では、測距周期の全体が測距期間である。例えば、測距周期を同じにする場合、測距部10A及び測距部10Bの偏向部材13の回転角度の変化を示す正弦波はそれぞれ、下式(1)及び下式(2)で表される。
(3e) In each of the above embodiments, for example, as shown in FIG. 12, the
ここで、ωは測距部10A及び測距部10Bの偏向部材13の角速度ωであり、tは時間であり、θはθA及びθB_Aの位相差θである。
図9に示すように測距部10A及び測距部10Bが配置される場合、測距部10A及び測距部10Bにより照射されるレーザ光の通過領域が干渉することを抑制するためには、共測距状態において回転角度θB_Aが回転角度θAの値が上回らなければよい。したがって、下式(3)の関係が満たされればよく、ゆえに、下式(4)の関係が満たされるようにθが設定されればよい。
Here, ω is the angular velocity ω of the
When the ranging
また例えば図35に示すように、駆動部12は、回転角度の変化を示す波形の種類が互いに異なるように測距部10A及び測距部10Bの偏向部材13を回転移動させてもよいし、図36に示すように、周期性が無いように回転移動させてもよい。
Further, for example, as shown in FIG. 35, the
(3f)上記各実施形態では、駆動部12は、偏向部材13を揺動させる構成であるが、偏向部材13を回転させる構成でもよい。
(3g)上記各実施形態では、複数の測距部により照射されるレーザ光の通過領域が測距領域内のみならず測距領域外においても干渉しないように制御が実行される構成を例示したが、レーザ光の通過領域が測距領域外で干渉することは許容してもよい。
(3f) In each of the above embodiments, the
(3g) In each of the above embodiments, a configuration is exemplified in which control is executed so that the passing region of the laser beam irradiated by the plurality of ranging units does not interfere not only in the ranging region but also outside the ranging region. However, it may be allowed that the passing region of the laser beam interferes outside the ranging region.
(3h)上記各実施形態では、3つの測距部がそれぞれ車両100の周囲の前方に測距
領域を持つように配置される構成を例示したが、測距部の数及び配置はこれに限定されるものではない。例えば、測距部の数は2つ又は4つ以上でもよく、また、車両100の周囲の後方に測距領域を持つように各測距部が配置されてもよい。
(3h) In each of the above embodiments, a configuration is exemplified in which the three ranging units are arranged so as to have a ranging region in front of the periphery of the
(3i)上記各実施形態では、車両100に搭載される測距装置1を例示したが、測距装置の用途はこれに限定されない。例えば、車両以外の移動体、具体的にはドローンなどの飛行体に測距装置が搭載されてもよい。
(3i) In each of the above embodiments, the
(3j)上記各実施形態では、駆動部12がモータである構成を例示したが、駆動部12の構成はこれに限定されるものではない。例えば、駆動部12はMEMSでもよい。MEMSとは、Micro-electrical-mechanical systemの略である。
(3j) In each of the above embodiments, the configuration in which the
(3k)上記各実施形態では、偏向部材13としてミラーを用いる構成を例示したが、レーザ光を偏向可能な他の偏向部材、例えばプリズムが用いられてもよい。
(3l)図3に示した測距部の構成は一例であり、他の構成であってもよい。例えば、投光部11からのレーザ光がハーフミラーを透過して偏向部材13へ照射され、偏向部材13からの反射光については当該ハーフミラーで反射されて受光部14で受光されるように、測距部が構成されていてもよい。
(3k) In each of the above embodiments, the configuration in which the mirror is used as the
(3l) The configuration of the distance measuring unit shown in FIG. 3 is an example, and may be another configuration. For example, the laser light from the
(3m)上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。 (3m) The functions of one component in the above embodiment may be dispersed as a plurality of components, or the functions of the plurality of components may be integrated into one component. Further, a part of the configuration of the above embodiment may be omitted. Further, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added or substituted with respect to the other configurations of the above embodiment.
1…測距装置、10A,10B…測距部、10F…前測距部、10L…左測距部、10R…右測距部、11…投光部、12…駆動部、13…偏向部材、14…受光部、20…制御部。 1 ... ranging device, 10A, 10B ... ranging unit, 10F ... front ranging unit, 10L ... left ranging unit, 10R ... right ranging unit, 11 ... light projecting unit, 12 ... driving unit, 13 ... deflection member , 14 ... Light receiving unit, 20 ... Control unit.
Claims (10)
前記複数の測距部を制御するように構成される制御部(20)と、
を備え、
前記複数の測距部のそれぞれは、レーザ光を偏向する偏向部材を備え、前記偏向部材を回転又は揺動させることにより、照射するレーザ光の照射方位を変化させて所定の測距領域内でレーザ光を走査し、前記照射方位と同一の方位から受光される反射光に基づいて前記照射方位に存在する物体との距離を測定する、測距処理を実行可能に構成され、
前記複数の測距部は、前記測距領域の一部が互いに重複する第1の測距部及び第2の測距部を備え、
前記制御部は、前記第1の測距部により照射されるレーザ光が通る領域である第1の通過領域と前記第2の測距部により照射されるレーザ光が通る領域である第2の通過領域とが前記測距領域内で干渉しないように、前記第1の測距部による前記測距処理と前記第2の測距部による前記測距処理とを並行して実行させる、測距装置。 With multiple ranging units (10A, 10B, 10F, 10L, 10R),
A control unit (20) configured to control the plurality of distance measuring units,
Equipped with
Each of the plurality of ranging units is provided with a deflection member that deflects the laser beam, and by rotating or swinging the deflection member, the irradiation direction of the laser beam to be irradiated is changed within a predetermined ranging area. It is configured to be capable of performing distance measurement processing that scans the laser beam and measures the distance to an object existing in the irradiation direction based on the reflected light received from the same direction as the irradiation direction.
The plurality of ranging units include a first ranging unit and a second ranging unit in which a part of the ranging area overlaps with each other.
The control unit has a first passing region, which is a region through which the laser light emitted by the first ranging unit passes, and a second region, which is a region through which the laser light emitted by the second ranging unit passes. Distance measurement in which the distance measurement process by the first distance measurement unit and the distance measurement process by the second distance measurement unit are executed in parallel so that the passing area does not interfere with the distance measurement area. Device.
前記制御部は、前記第1の測距部又は前記第2の測距部が備える前記偏向部材の回転軸の方向から見た平面視で、前記第1の測距部により照射されるレーザ光の前記照射方位と、前記第2の測距部により照射されるレーザ光の前記照射方位と、の共通の基準方位に対する角度の大小関係が逆転しないように、前記第1の測距部による前記測距処理と前記第2の測距部による前記測距処理とを実行させる、測距装置。 The ranging device according to claim 1.
The control unit is a laser beam emitted by the first distance measuring unit in a plan view seen from the direction of the rotation axis of the deflection member included in the first distance measuring unit or the second distance measuring unit. The irradiation direction of the first distance measuring unit is used so that the magnitude relationship between the irradiation direction of the above and the irradiation direction of the laser beam emitted by the second distance measuring unit with respect to the common reference direction is not reversed. A distance measuring device that executes a distance measuring process and the distance measuring process by the second distance measuring unit.
前記制御部は、距離の測定が行われる周期である測距周期が同じになるように、前記第1の測距部による前記測距処理と前記第2の測距部による前記測距処理とを実行させる、測距装置。 The ranging device according to claim 2.
The control unit performs the distance measurement process by the first distance measurement unit and the distance measurement process by the second distance measurement unit so that the distance measurement cycle, which is the cycle in which the distance is measured, is the same. A distance measuring device to execute.
前記測距周期には、距離の測定が行われる期間である測距期間と、距離の測定が行われない期間である非測距期間と、が含まれ、
前記制御部は、前記第1の測距部及び前記第2の測距部が共に前記測距期間の状態において前記第1の通過領域と前記第2の通過領域とが前記測距領域内で干渉しないように、前記第1の測距部による前記測距処理と前記第2の測距部による前記測距処理とを実行させる、測距装置。 The ranging device according to claim 3.
The distance measurement cycle includes a distance measurement period, which is a period in which distance measurement is performed, and a non-distance measurement period, which is a period in which distance measurement is not performed.
In the control unit, when both the first distance measuring unit and the second distance measuring unit are in the state of the distance measuring period, the first passing region and the second passing region are within the distance measuring region. A distance measuring device that executes the distance measuring process by the first distance measuring unit and the distance measuring process by the second distance measuring unit so as not to interfere with each other.
前記制御部は、レーザ光を走査する方向である走査方向、及び、前記測距期間における前記偏向部材の回転又は揺動の角速度である測距角速度が、それぞれ同じになるように、前記第1の測距部による前記測距処理と前記第2の測距部による前記測距処理とを実行させ、
前記第1の測距部及び前記第2の測距部は、前記第1の測距部の前記偏向部材の回転軸が前記第2の測距部の前記偏向部材の回転軸よりも前記走査方向側になるように、前記走査方向に沿って並んで配置され、
前記第1の測距部がレーザ光の走査を開始するタイミングに対する前記第2の測距部がレーザ光の走査を開始するタイミングが、前記第1の測距部がレーザ光の走査を開始する前記照射方位である第1の開始方位と前記第2の測距部がレーザ光の走査を開始する前記照射方位である第2の開始方位とがなす角度を前記測距角速度で回転移動するのに必要な時間を表す値であって前記第1の開始方位が前記第2の開始方位よりも前記走査方向側を向く場合には符号をマイナスとする値を下限値とし、前記第2の測距部の前記非測距期間
を表す値を上限値とする範囲内である、測距装置。 The ranging device according to claim 4.
The first control unit has the same scanning direction, which is the direction in which the laser beam is scanned, and the angular velocity, which is the angular velocity of rotation or rocking of the deflection member during the ranging period. The ranging process by the ranging unit and the ranging process by the second ranging unit are executed.
In the first ranging section and the second ranging section, the rotation axis of the deflection member of the first ranging section is more scanned than the rotation axis of the deflection member of the second ranging section. Arranged side by side along the scanning direction so as to be on the directional side,
The timing at which the second ranging unit starts scanning the laser light with respect to the timing at which the first ranging unit starts scanning the laser beam is the timing at which the first ranging unit starts scanning the laser light. The angle formed by the first start direction, which is the irradiation direction, and the second start direction, which is the irradiation direction, at which the second ranging unit starts scanning the laser beam is rotated and moved at the ranging angle speed. When the first start direction faces the scanning direction side from the second start direction, the lower limit value is a value indicating the time required for the laser, and the lower limit value is the second measurement. A distance measuring device within a range in which a value representing the non-distance measuring period of the distance portion is an upper limit value.
前記制御部は、距離の測定が行われる期間における前記偏向部材の回転又は揺動の角速度である測距角速度が互いに異なるように、前記第1の測距部による前記測距処理と前記第2の測距部による前記測距処理とを実行させる、測距装置。 The ranging device according to claim 2.
The control unit performs the distance measurement process by the first distance measuring unit and the second A distance measuring device that executes the distance measuring process by the distance measuring unit of the above.
距離の測定が行われる周期である測距周期には、距離の測定が行われる期間である測距期間と、距離の測定が行われない期間である非測距期間と、が含まれ、
前記制御部は、前記第1の測距部及び前記第2の測距部が共に前記測距期間の状態である共測距状態において前記第1の通過領域と前記第2の通過領域とが前記測距領域内で干渉しないように、前記第1の測距部による前記測距処理と前記第2の測距部による前記測距処理とを実行させる、測距装置。 The distance measuring device according to claim 6.
The distance measurement cycle, which is the period in which the distance is measured, includes the distance measurement period in which the distance is measured and the non-distance measurement period in which the distance is not measured.
In the control unit, the first passing region and the second passing region are in a co-distance measuring state in which both the first distance measuring unit and the second distance measuring unit are in the state of the distance measuring period. A ranging device that executes the ranging process by the first ranging section and the ranging process by the second ranging section so as not to interfere with each other in the ranging area.
前記制御部は、前記測距周期、及び、レーザ光を走査する方向である走査方向が、それぞれ同じになるように、前記第1の測距部による前記測距処理と前記第2の測距部による前記測距処理とを実行させ、
前記第1の測距部及び前記第2の測距部は、前記第1の測距部の前記偏向部材の回転軸が前記第2の測距部の前記偏向部材の回転軸よりも前記走査方向側になるように、前記走査方向に沿って並んで配置され、
前記共測距状態となる期間が、前記共測距状態の開始時における前記第1の測距部と前記第2の測距部との前記照射方位のなす角度を前記共測距状態における前記第2の測距部と前記第1の測距部との前記測距角速度の差分で割った値以下である、測距装置。 The ranging device according to claim 7.
The control unit has the distance measurement process by the first distance measurement unit and the second distance measurement so that the distance measurement cycle and the scanning direction, which is the direction in which the laser beam is scanned, are the same. The distance measurement process by the unit is executed,
In the first ranging section and the second ranging section, the rotation axis of the deflection member of the first ranging section is more scanned than the rotation axis of the deflection member of the second ranging section. Arranged side by side along the scanning direction so as to be on the directional side,
The period during which the co-distance measuring state is set is the angle formed by the irradiation direction between the first ranging unit and the second ranging unit at the start of the co-distance measuring state. A distance measuring device having a value equal to or less than a value divided by the difference in the distance measuring angular velocities between the second distance measuring unit and the first distance measuring unit.
前記制御部は、前記偏向部材の回転又は揺動の角速度を変化させるタイミングが前記複数の測距部で互いに異なるように、前記複数の測距部を制御する、測距装置。 The distance measuring device according to any one of claims 1 to 8.
The control unit is a distance measuring device that controls the plurality of distance measuring units so that the timing at which the angular velocity of rotation or swing of the deflection member is changed differs between the plurality of distance measuring units.
前記制御部は、前記偏向部材の回転又は揺動の角速度が最も速い期間の少なくとも一部が前記複数の測距部で互いに重ならないように、前記複数の測距部を制御する、測距装置。 The distance measuring device according to any one of claims 1 to 9.
The control unit controls the plurality of distance measuring units so that at least a part of the period in which the angular velocity of rotation or rocking of the deflection member is the fastest does not overlap with each other in the plurality of distance measuring units. ..
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